(57)【要約】【課題】スロット同士の間隔と管内波長λｇとのずれを解消することができるプラズマ処理装置と方法を提供する。【解決手段】マイクロ波を方形導波管３５の下面３１に複数形成されたスロット７０に通して処理室４の上面に配置された誘電体３２中に伝播させ，誘電体３２表面で形成させた電磁界での電界エネルギーにより処理室４内に供給された所定のガスをプラズマ化させて，基板Ｇにプラズマ処理を施すプラズマ処理装置１において，方形導波管３５の上面部材４５を導電性を有する非磁性材料で構成し，かつ，該上面部材４５を下面３１に対して昇降移動させるように構成した。ガス種，圧力，マイクロ波供給装置のパワー出力等といった処理室４内で行われるプラズマ処理の条件に応じて，方形導波管３５の上面部材４５を下面３１に対して昇降移動させることにより，管内波長λｇを変化させる。【選択図】図１
2007258595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ波を方形導波管の下面に複数形成されたスロットに通して処理室の上面に配置された誘電体中に伝播させ，誘電体表面で形成させた電磁界での電界エネルギーにより処理室内に供給された所定のガスをプラズマ化させて，基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって，
前記方形導波管の上面部材を導電性を有する非磁性材料で構成し，かつ，該上面部材を前記方形導波管の下面に対して昇降移動可能に構成したことを特徴とする，プラズマ処理装置。
【請求項２】
前記方形導波管の上部を開口させ，上方から方形導波管内に上面部材を昇降自在に挿入したことを特徴とする，請求項１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項３】
前記方形導波管の上面部材を前記方形導波管の下面に対して昇降移動させる昇降機構を備えることを特徴とする，請求項１または２に記載のプラズマ処理装置。
【請求項４】
前記昇降機構は，前記上面部材を昇降移動させる昇降ロッドと，前記上面部材を下面に対して常に平行な姿勢にさせるガイドロッドとを備えることを特徴とする，請求項３に記載のプラズマ処理装置。
【請求項５】
前記方形導波管の上面の下面に対する高さｈを示す目盛りを，前記ガイドロッドに設けたことを特徴とする，請求項４に記載のプラズマ処理装置。
【請求項６】
前記処理室の上方に前記方形導波管を複数本並列に配置したことを特徴とする，請求項１〜５のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項７】
前記方形導波管の下面に，複数のスロットが等間隔に並んでいることを特徴とする，請求項１〜６のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項８】
前記方形導波管に対して複数の誘電体が取付けられており，かつ各誘電体毎に１または２以上のスロットが設けられていることを特徴とする，請求項１〜７のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項９】
前記複数の誘電体の周囲に，処理室内に所定のガスを供給する１または２以上のガス噴射口をそれぞれ設けたことを特徴とする，請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１０】
前記複数の誘電体を支持する支持部材に，前記ガス噴射口を設けたことを特徴とする，請求項９に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１１】
前記複数の誘電体の周囲に，処理室内に第１の所定のガスを供給する１または２以上の第１のガス噴射口と，処理室内に第２の所定のガスを供給する１または２以上の第２のガス噴射口をそれぞれ設けたことを特徴とする，請求項８に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１２】
前記第１の噴射口と第２の噴射口の一方を他方よりも下方に配置したことを特徴とする，請求項１１に記載のプラズマ処理装置。
【請求項１３】
前記基板に対するマイクロ波のパワーの出力を，１〜４Ｗ／ｃｍ２とすることを特徴とする，請求項１〜１２のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１４】
前記誘電体の下面に凹凸を形成したことを特徴とする，請求項１〜１３のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１５】
前記スロットの内部に誘電部材を配置したことを特徴とする，請求項１〜１４のいずれかに記載のプラズマ処理装置。
【請求項１６】
マイクロ波を方形導波管の下面に複数形成されたスロットに通して処理室の上面に配置された誘電体中に伝播させ，誘電体表面で形成させた電磁界での電界エネルギーにより処理室内に供給された所定のガスをプラズマ化させて，基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって，
前記方形導波管の上面部材を下面に対して昇降移動させることにより，前記マイクロ波の管内波長を制御することを特徴とする，プラズマ処理方法。
【請求項１７】
前記プラズマ処理の条件に応じて，前記方形導波管の上面部材を下面に対して昇降移動させることを特徴とする，請求項１６に記載のプラズマ処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，プラズマを生成して基板に対して成膜などの処理を施すプラズマ処理装置と方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＬＣＤ装置などの製造工程においては，マイクロ波を利用して処理室内にプラズマを生成させ，ＬＣＤ基板に対してＣＶＤ処理やエッチング処理等を施す装置が用いられている。かかるプラズマ処理装置として，処理室の上方に複数本の導波管を平行に並べたものが知られている（例えば，特許文献１，２参照）。この導波管の下面には複数のスロットが等間隔に並べて開口され，さらに，導波管の下面に沿って平板状の誘電体が設けられる。そして，スロットを通じて誘電体の表面にマイクロ波を伝播させ，処理室内に供給された所定のガス（プラズマ励起用の希ガスおよび／またはプラズマ処理用のガス）をマイクロ波のエネルギー（電磁界）によってプラズマ化させる構成となっている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２００６４６号公報
【特許文献２】特開２００４−１５２８７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これら特許文献１，２では，導波管の下面に設けられた複数のスロットから効率良くマイクロ波を伝播させることができるように，スロット同士の間隔を所定の等間隔（初期設定時の管内波長λｇ’の半分（λｇ’／２）の間隔）に等しくなるように設定している。しかしながら，導波管内を伝播する実際のマイクロ波の波長（管内波長）λｇは，処理室内で行われるプラズマ処理の条件，例えばガス種や圧力等によって変化する性質がある。つまり，プラズマ処理の条件，例えばガス種や圧力等によって処理室内（チャンバー内）のインピーダンスが変化した場合，管内波長λｇも変化する。このため，特許文献１，２のように導波管の下面に複数のスロットを所定の等間隔で形成した場合，プラズマ処理の条件（インピーダンス）によって管内波長λｇが変化し，スロット同士の間隔（λｇ’／２）と，実際の管内波長λｇの山部分と谷部分の位置の間隔（λｇ／２）とにずれが発生することによって，複数の各スロットから誘電体を通して処理室内に効率良くマイクロ波を伝播させることができなくなってしまう。かかる問題を解消するために，各プラズマ処理の条件に応じて導波管下面のスロット間隔を変化させるべく，スロット間隔間隔の異なる導波管やプラズマ処理装置を多数設けたのでは，設備コストが膨大となるし，また，各プラズマ処理毎に導波管やプラズマ処理装置を変更しなければならなくなり，連続した処理ができなくなり，実際上のプロセスができない。
【０００５】
従って本発明の目的は，スロット同士の間隔と管内波長λｇとのずれを解消することができるプラズマ処理装置と方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため，本発明によれば，マイクロ波を方形導波管の下面に複数形成されたスロットに通して処理室の上面に配置された誘電体中に伝播させ，誘電体表面で形成させた電磁界での電界エネルギーにより処理室内に供給された所定のガスをプラズマ化させて，基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理装置であって，前記方形導波管の上面部材を導電性を有する非磁性材料で構成し，かつ，該上面部材を前記方形導波管の下面に対して昇降移動可能に構成したことを特徴とする，プラズマ処理装置が提供される。
【０００７】
前記方形導波管の上部を開口させ，上方から方形導波管内に上面部材を昇降自在に挿入した構成としても良い。また，前記方形導波管の上面部材を前記方形導波管の下面に対して昇降移動させる昇降機構を備えていても良い。この場合，前記昇降機構は，前記上面部材を昇降移動させる昇降ロッドと，前記上面部材を下面に対して常に平行な姿勢にさせるガイドロッドとを備えた構成としても良い。また，前記昇降機構は，前記上面部材を昇降移動させる昇降ロッドと，前記上面部材を下面に対して常に平行な姿勢にさせるガイドロッドとを備えても良い。更に，前記方形導波管の上面の下面に対する高さｈを示す目盛りを，前記ガイドロッドに設けた構成としても良い。
【０００８】
前記処理室の上方に前記方形導波管を複数本並列に配置しても良い。また，前記方形導波管の下面に，複数のスロットが等間隔に並んでいるものであっても良い。また，前記方形導波管に対して複数の誘電体が取付けられており，かつ各誘電体毎に１または２以上のスロットが設けられていても良い。その場合，前記複数の誘電体の周囲に，処理室内に所定のガスを供給する１または２以上のガス噴射口をそれぞれ設けても良いし，更に，記複数の誘電体を支持する支持部材に，前記ガス噴射口を設けても良い。
【０００９】
また，前記複数の誘電体の周囲に，処理室内に第１の所定のガスを供給する１または２以上の第１のガス噴射口と，処理室内に第２の所定のガスを供給する１または２以上の第２のガス噴射口をそれぞれ設けても良い。その場合，前記第１の噴射口と第２の噴射口の一方を他方よりも下方に配置しても良い。
【００１０】
また，前記基板に対するマイクロ波のパワーの出力を，例えば１〜４Ｗ／ｃｍ２としても良い。また，前記誘電体の下面に凹凸を形成しても良い。また，前記スロットの内部に誘電部材を配置しても良い。
【００１１】
また本発明によれば，マイクロ波を方形導波管の下面に複数形成されたスロットに通して処理室の上面に配置された誘電体中に伝播させ，誘電体表面で形成させた電磁界での電界エネルギーにより処理室内に供給された所定のガスをプラズマ化させて，基板にプラズマ処理を施すプラズマ処理方法であって，前記方形導波管の上面部材を下面に対して昇降移動させることにより，前記マイクロ波の管内波長を制御することを特徴とする，プラズマ処理方法が提供される。
【００１２】
前記プラズマ処理の条件に応じて，前記方形導波管の上面部材を下面に対して昇降移動させても良い。
【発明の効果】
【００１３】
一般に，方形導波管内を伝播する管内波長λｇは次式（１）で表される。
λｇ＝λ／√｛１−（λ／λｃ）２｝    （１）
但し，λ：自由空間波長＝Ｃ／ｆ（ｍ），λｃ：方形導波管のカットオフ波長＝Ｃ／ｆｃ（ｍ），Ｃ：光速＝２．９９７９２４５８×１０８（ｍ／ｓｅｃ）（真空中），ｆ：周波数（Ｈｚ），ｆｃ：方形導波管のカットオフ周波数（Ｈｚ）
【００１４】
また，方形導波管のとき，次式（２）が成り立つ。
λｃ＝２ｈ（ｍ)    （２）
但し，ｈ：方形導波管の下面に対する上面の高さ（ｍ）
【００１５】
即ち，方形導波管の下面に対する上面の高さｈを大きくすればλｃも大きくなるので，λｇは小さくなり，逆に，方形導波管の下面に対する上面の高さｈを小さくすればλｃも小さくなるので，λｇは大きくなる。そこで本発明にあっては，方形導波管の下面に対する上面の高さｈを変えることによって，プラズマ処理の条件と共に変動する処理室内のインピーダンスによって変化した管内波長λｇを修正し，スロット同士の間隔（λｇ’／２）と，実際の管内波長λｇ（管内波長λｇによって生じる定在波の波長は，管内波長λｇと等しくなる）の山部分と谷部分の位置間隔との間のずれを解消する。これによって，管内波長λｇの山部分と谷部分をスロットの位置に一致させて，方形導波管の下面に形成した複数の各スロットから処理室上面の誘電体中に効率良くマイクロ波を伝播させることができるようになり，基板の上方全体に均一な電磁界を形成でき，基板の表面全体に均一なプラズマ処理を行うことが可能になる。また，基板の大面化に対しての対応力を向上させることができるようになる。また，プラズマ処理の条件毎にスロット間隔を変化させる必要がなくなるので，設備コストを低減でき，同じプラズマ処理装置で種類の異なるプラズマ処理を連続してすることも可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，本発明の実施の形態を，プラズマ処理の一例であるＣＶＤ（ｃｈｅｍｉｃａｌ  ｖａｐｏｒ  ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理を行うプラズマ処理装置１に基づいて説明する。図１は，本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置１の概略的な構成を示した縦断面図（図２中のＸ−Ｘ断面）である。図２は，このプラズマ処理装置１が備える蓋体３の下面図である。図３は，蓋体３の部分拡大縦断面図（図２中のＹ−Ｙ断面）である。
【００１７】
このプラズマ処理装置１は，上部が開口した有底立方体形状の処理容器２と，この処理容器２の上方を塞ぐ蓋体３を備えている。処理容器２の上方を蓋体３で塞ぐことにより，処理容器２の内部には密閉空間である処理室４が形成されている。これら処理容器２と蓋体３は導電性を有する非磁性材料，例えばアルミニウムからなり，いずれも電気的に接地された状態になっている。
【００１８】
処理室４の内部には，基板として例えばガラス基板（以下「基板」という）Ｇを載置するための載置台としてのサセプタ１０が設けられている。このサセプタ１０は例えば窒化アルミニウムからなり，その内部には，基板Ｇを静電吸着すると共に処理室４の内部に所定のバイアス電圧を印加させるための給電部１１と，基板Ｇを所定の温度に加熱するヒータ１２が設けられている。給電部１１には，処理室４の外部に設けられたバイアス印加用の高周波電源１３がコンデンサなどを備えた整合器１４を介して接続されると共に，静電吸着用の高圧直流電源１５がコイル１６を介して接続されている。ヒータ１２には，同様に処理室４の外部に設けられた交流電源１７が接続されている。
【００１９】
サセプタ１０は，処理室４の外部下方に設けられた昇降プレート２０の上に，筒体２１を介して支持されており，昇降プレート２０と一体的に昇降することによって，処理室４内におけるサセプタ１０の高さが調整される。但し，処理容器２の底面と昇降プレート２０との間には，べローズ２２が装着してあるので，処理室４内の気密性は保持されている。
【００２０】
処理容器２の底部には，処理室４の外部に設けられた真空ポンプなどの排気装置（図示せず）によって処理室４内の雰囲気を排気するための排気口２３が設けられている。また，処理室４内においてサセプタ１０の周囲には，処理室４内におけるガスの流れを好ましい状態に制御するための整流板２４が設けられている。
【００２１】
蓋体３は，蓋本体３０の下面にスロットアンテナ３１を一体的に形成し，更にスロットアンテナ３１の下面に，複数枚のタイル状の誘電体３２を取り付けた構成である。蓋本体３０及びスロットアンテナ３１は，例えばアルミニウムなどの導電性材料で一体的に構成され，電気的に接地状態である。図１に示すように処理容器２の上方を蓋体３によって塞いだ状態では，蓋本体３０の下面周辺部と処理容器２の上面との間に配置されたＯリング３３と，後述する各スロット７０の周りに配置されたＯリング（Ｏリングの配置位置を図４中に一点鎖線７０’で示す）によって，処理室４内の気密性が保持されている。
【００２２】
蓋本体３０の内部には，断面形状が矩形状の方形導波管３５が複数本水平に配置されている。この実施の形態では，何れも直線上に延びる６本の方形導波管３５を有しており，各方形導波管３５同士が互いに平行となるように並列に配置されている。なお，この実施の形態では，蓋本体３０を兼ねるアルミ材の上部から連通させて溝を削り出すことにより６本の方形導波管３５を蓋本体３０の内部に並列に形成し，削り残した蓋本体３０の下面をスロットアンテナ３１に形成している。なお，後述するように，蓋本体３０の下面には透唐孔としてのスロット７０が各方形導波管３５の下面に沿って複数形成されるが，それらスロット７０の厚さに相当する蓋３０底部がアンテナ３１となっている。各方形導波管３５の断面形状（矩形状）の長辺方向がＨ面で垂直となり，短辺方向がＥ面で水平となるように配置されている。なお，長辺方向と短辺方向をどのように配置するかは，モードによって変る。また各方形導波管３５の内部は，例えばフッ素樹脂（例えばテフロン（登録商標））の誘電部材３６がそれぞれ充填されている。なお，誘電部材３６の材質は，フッ素樹脂の他，例えば，Ａｌ２Ｏ３，石英などの誘電材料も使用できる。
【００２３】
処理室４の外部には，図２に示されるように，この実施の形態では３つのマイクロ波供給装置４０が設けられており，各マイクロ波供給装置４０からは，例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波が，蓋本体３０の内部に設けられた２本ずつの方形導波管３５に対してそれぞれ導入されるようになっている。各マイクロ波供給装置４０と２本ずつの各方形導波管３５との間には，２本の方形導波管３５に対してマイクロ波を分配して導入させるためのＹ分岐管４１がそれぞれ接続してある。
【００２４】
図１に示されるように，蓋本体３０の内部に形成された各方形導波管３５の上部は蓋本体３０の上面において開口しており，そのように開口した各方形導波管３５の上方から，各方形導波管３５内に上面部材４５が昇降自在に挿入されている。この上面部材４５も導電性を有する非磁性材料，例えばアルミニウムで構成される。
【００２５】
一方，蓋本体３０の内部に形成された各方形導波管３５の下面は，蓋本体３０の下面に一体的に形成されたスロットアンテナ３１を構成している。上述のように，断面形状が矩形状に形成された各方形導波管３５内面の短辺方向がＥ面であるので，方形導波管３５の内部に臨んでいるこれら上面部材４５の下面とスロットアンテナ３１の上面がＥ面となっている。蓋本体３０の上方には，方形導波管３５の上面部材４５を，水平な姿勢を保ったまま方形導波管３５の下面（スロットアンテナ３１）に対して昇降移動させる昇降機構４６が，各方形導波管３５毎に設けられている。
【００２６】
図３に示すように，方形導波管３５の上面部材４５は，蓋本体３０の上面を覆うように取付けられたカバー体５０内に配置される。カバー体５０の内部には，方形導波管３５の上面部材４５を昇降させるために充分な高さを持った空間が形成されている。カバー体５０の上面には，一対のガイド部５１とガイド部５１同士の間に配置された昇降部５２が配置されており，これらガイド部５１と昇降部５２によって方形導波管３５の上面部材４５を水平な姿勢を保ちながら昇降移動させる昇降機構４６が構成されている。
【００２７】
方形導波管３５の上面部材４５は，各ガイド部５１に設けられた一対のガイドロッド５５と，昇降部５２に設けられた一対の昇降ロッド５６を介して，カバー体５０の上面から吊下げられている。昇降ロッド５６はネジで構成されており，昇降ロッド５６の下端を，上面部材４５の上面に形成されたネジ孔５３にネジ係合（螺合）させることにより，カバー体５０の内部において，方形導波管３５の上面部材４５を落下させずに支持している。
【００２８】
ガイドロッド５５の下端には，ストッパー用のナット５７が取付けてあり，このナット５７を方形導波管３５の上面部材４５の内部に形成された孔部５８内で締め付けて固定することにより，上面部材４５の上面に一対のガイドロッド５５が垂直に固定された状態になっている。
【００２９】
これらガイドロッド５５と昇降ロッド５６の上端は，カバー体５０の上面を貫通し，上方に突出している。ガイド部５１において突出しているガイドロッド５５の上端は，カバー体５０の上面に固定されたガイド６０内を貫通し，ガイド６０内においてガイドロッド５５が垂直方向にスライド移動できるようになっている。こうしてガイドロッド５５が垂直方向にスライド移動することにより，方形導波管３５の上面部材４５は常に水平姿勢に保たれ，方形導波管３５の上面部材４５と下面（スロットアンテナ３１の上面）が常に平行となる。
【００３０】
また，このようにガイド６０内を貫通しているガイドロッド５５の周面には，後に説明する方形導波管３５の下面に対する方形導波管３５の上面（上面部材４５の下面）の高さｈを示す目盛り５４が設けられている。
【００３１】
一方，昇降部５２において突出している昇降ロッド５６の上端には，タイミングプーリ６１が固定されている。このタイミングプーリ６１がカバー体５０の上面に載っていることにより，昇降ロッド５６の下端にネジ係合（螺合）している上面部材４５が，カバー体５０の内部において落下せずに支持されている。
【００３２】
一対の昇降ロッド５６に取り付けられたタイミングプーリ６１同士は，タイミングベルト６２によって同期回転するようになっている。また，昇降ロッド５６の上端部には，回転ハンドル６３が取り付けられており，この回転ハンドル６３を回転操作することにより，一対の昇降ロッド５６をタイミングプーリ６１およびタイミングベルト６２を介して同期回転させ，これによって，昇降ロッド５６の下端にネジ係合（螺合）している上面部材４５が，カバー体５０の内部において昇降するようになっている。
【００３３】
かかる昇降機構４６にあっては，回転ハンドル６３を回転操作することに伴って，方形導波管３５の上面部材４５をカバー体５０の内部において昇降移動させることができ，その際，ガイド部５１に設けられたガイドロッド５５がガイド６０内を垂直方向にスライド移動するので，方形導波管３５の上面部材４５は常に水平姿勢に保たれ，方形導波管３５の上面部材４５と下面（スロットアンテナ３１の上面）は常に平行となる。
【００３４】
上述のように，方形導波管３５の内部には誘電部材３６が充填されているので，方形導波管３５の上面部材４５は，誘電部材３６の上面に接する位置まで下降することができる。そして，このように誘電部材３６の上面に接する位置を下限として，方形導波管３５の上面部材４５をカバー体５０の内部で昇降移動させることにより，回転ハンドル６３の回転操作で，方形導波管３５の下面（スロットアンテナ３１の上面）に対する方形導波管３５の上面（上面部材４５の下面）の高さｈ（Ｅ面である方形導波管３５の上面部材４５の下面とスロットアンテナ３１の上面の高さｈ）を任意に変えることが可能である。また，このように回転ハンドル６３の回転操作によって変えられた方形導波管３５の下面に対する方形導波管３５の上面（上面部材４５の下面）の高さｈが，ガイドロッド５５の周面に設けられた目盛り５４によって読み取られるようになっている。なお，カバー体５０の高さは，後述するように処理室４内で行われるプラズマ処理の条件に応じて方形導波管３５の上面部材４５を昇降移動させる際に，上面部材４５を充分な高さにまで移動させることができるように設定される。
【００３５】
上面部材４５は，例えばアルミニウムなどの導電性の非磁性材料からなり，上面部材４５の周面部には，蓋本体３０に対して電気的に導通させるためのシールドスパイラル６５が取り付けてある。このシールドスパイラル６５の表面には，電気抵抗下げるために例えば金メッキなどが施されている。方形導波管３５の内壁面全体は互いに電気的に導通した導電性部材で構成されており，方形導波管３５の内壁面全体に沿って放電せずに電流が円滑に流れるように構成されている。
【００３６】
スロットアンテナ３１を構成する各方形導波管３５の下面には，透孔としての複数のスロット７０が，各方形導波管３５の長手方向に沿って等間隔に配置されている。この実施の形態では，Ｇ５相当を想定して（Ｇ５は，基板Ｇの寸法：１１００ｍｍ×１３００ｍｍ，処理室４の内部寸法：１４７０ｍｍ×１５９０ｍｍである），各方形導波管３５毎に１２個ずつのスロット７０が，それぞれ直列に並べて設けられており，スロットアンテナ３１全体で，１２個×６列＝７２箇所のスロット７０が，蓋本体３０の下面（スロットアンテナ３１）全体に均一に分布して配置されている。各スロット７０同士の間隔は，各方形導波管３５の長手方向において互いに隣接するスロット７０間が中心軸同士で例えばλｇ’／２（λｇ’は，２．４５ＧＨｚとした場合の初期設定時のマイクロ波の導波管内波長）となるように設定される。なお，各方形導波管３５に形成されるスロット７０の数は任意であり，例えば各方形導波管３５毎に１３個ずつのスロット７０を設け，スロットアンテナ３１全体で，１３×６列＝７８所のスロット７０を蓋本体３０の下面（スロットアンテナ３１）全体に均一に分布しても良い。
【００３７】
このようにスロットアンテナ３１の全体に均一に分布して配置された各スロット７０の内部には，例えばＡｌ２Ｏ３からなる誘電部材７１がそれぞれ充填されている。なお，誘電部材７１として，例えばフッ素樹脂，石英などの誘電材料を用いることもできる。また，これら各スロット７０の下方には，上述のようにスロットアンテナ３１の下面に取付けられた複数枚の誘電体３２がそれぞれ配置されている。各誘電体３２は長方形の平板状をなしており，例えば石英ガラス，ＡｌＮ，Ａｌ２Ｏ３，サファイア，ＳｉＮ，セラミックス等の誘電材料で構成される。
【００３８】
図２に示されるように，各誘電体３２は，一つのマイクロ波供給装置４０に対してＹ分岐管４１を介して接続された２本の方形導波管３５を跨ぐようにそれぞれ配置される。前述のように，蓋本体３０の内部には全部で６本の方形導波管３５が平行に配置されており，各誘電体３２は，それぞれ２本ずつの方形導波管３５に対応するように，３列に配置されている。
【００３９】
また前述のように，各方形導波管３５の下面（スロットアンテナ３１）には，それぞれ１２個ずつのスロット７０が直列に並べて配置されており，各誘電体３２は，互いに隣接する２本の方形導波管３５（Ｙ分岐管４１を介して同じマイクロ波供給装置４０に接続された２本の方形導波管３５）の各スロット７０同士間を跨ぐように取り付けられている。これにより，スロットアンテナ３１の下面には，全部で１２個×３列＝３６枚の誘電体３２が取り付けられている。スロットアンテナ３１の下面には，これら３６枚の誘電体３２を１２個×３列に配列された状態で支持するための，格子状に形成された梁７５が設けられている。なお，各方形導波管３５の下面に形成するスロット７０の個数は任意であり，例えば各方形導波管３５の下面にそれぞれ１３個ずつのスロット７０を設け，スロットアンテナ３１の下面に，全部で１３個×３列＝３９枚の誘電体３２を配列させても良い。
【００４０】
ここで，図４は，蓋体３の下方から見た誘電体３２の拡大図である。図５は，図４中のＸ−Ｘ線における誘電体３２の縦断面である。梁７５は，各誘電体３２の周囲を囲むように配置されており，各誘電体３２をスロットアンテナ３１の下面に密着させた状態で支持している。梁７５は，例えばアルミニウムなどの非磁性の導電性材料からなり，スロットアンテナ３１および蓋本体３０と共に電気的に接地された状態になっている。この梁７５によって各誘電体３２の周囲を支持することにより，各誘電体３２の下面の大部分を処理室４内に露出させた状態にさせている。
【００４１】
各誘電体３２と各スロット７０の間は，Ｏリング７０’などのシール部材を用いて，封止された状態となっている。蓋本体３０の内部に形成された各方形導波管３５に対しては，例えば大気圧の状態でマイクロ波が導入されるが，このように各誘電体３２と各スロット７０の間がそれぞれ封止されているので，処理室４内の気密性が保持されている。
【００４２】
各誘電体３２は，長手方向の長さＬが真空引きされた処理室４内におけるマイクロ波の自由空間波長λ＝約１２０ｍｍよりも長く，幅方向の長さＭが自由空間波長λよりも短い長方形に形成されている。マイクロ波供給装置４０で例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波を発生させた場合，誘電体の表面を伝播するマイクロ波の波長λは自由空間波長λにほぼ等しくなる。このため，各誘電体３２の長手方向の長さＬは，１２０ｍｍよりも長く，例えば１８８ｍｍに設定される。また，各誘電体３２の幅方向の長さＭは，１２０ｍｍよりも短く，例えば４０ｍｍに設定される。
【００４３】
また，各誘電体３２の下面には，凹凸が形成されている。即ち，この実施の形態では，長方形に形成された各誘電体３２の下面において，その長手方向に沿って７個の凹部８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ，８０ｅ，８０ｆ，８０ｇが直列に並べて配置されている。これら各凹部８０ａ〜８０ｇは，平面視ではいずれもほぼ等しい略長方形状をなしている。また，各凹部８０ａ〜８０ｇの内側面は，ほぼ垂直な壁面８１になっている。
【００４４】
各凹部８０ａ〜８０ｇの深さｄは，全てが同じ深さではなく，凹部８０ａ〜８０ｇの深さの一部もしくは，全部の深さｄが異なるように構成されている。図７に示した実施の形態では，スロット７０に最も近い凹部８０ｂ，８０ｆの深さｄが最も浅くなっており，スロット７０から最も遠い凹部８０ｄの深さｄが最も深くなっている。そして，スロット７０真下の凹部８０ｂ，８０ｆの両側に位置する凹部８０ａ，８０ｃ及び凹部８０ｅ，８０ｇは，スロット７０真下の凹部８０ｂ，８０ｆの深さｄとスロット７０から最も遠い凹部８０ｄの深さｄの中間の深さｄとなっている。
【００４５】
但し，誘電体３２の長手方向両端に位置する凹部８０ａ，８０ｇと２つのスロット７０の内方に位置している凹部８０ｃ，８０ｅに関しては，両端の凹部８０ａ，８０ｇの深さｄは，スロット７０の内方に位置する凹部８０ｃ，８０ｅの深さｄよりも浅くなっている。従って，この実施の形態では，各凹部８０ａ〜８０ｇの深さｄの関係は，スロット７０に最も近い凹部８０ｂ，８０ｆの深さｄ＜誘電体３２の長手方向両端に位置する凹部８０ａ，８０ｇの深さｄ＜スロット７０の内方に位置する凹部８０ｃ，８０ｅの深さｄ＜スロット７０から最も遠い凹部８０ｄの深さｄとなっている。
【００４６】
また，凹部８０ａと凹部８０ｇの位置での誘電体３２の厚さｔ１と，凹部８０ｂと凹部８０ｆの位置での誘電体３２の厚さｔ２と，凹部８０ｃと凹部８０ｅの位置での誘電体３２の厚さｔ３は，いずれも後述するように誘電体３２の内部をマイクロ波が伝播する際に，凹部８０ａ〜８０ｃの位置におけるマイクロ波の伝播と，凹部８０ｅ〜８０ｇの位置におけるマイクロ波の伝播を，それぞれ実質的に妨げない厚さに設定される。これに対して，凹部８０ｄの位置での誘電体３２の厚さｔ４は，後述するように誘電体３２の内部をマイクロ波が伝播する際に，凹部８０ｄの位置においてはいわゆるカットオフを生じさせ，凹部８０ｄの位置では実質的にマイクロ波を伝播させない厚さに設定される。これにより，一方の方形導波管３５のスロット７０の側に配置された凹部８０ａ〜８０ｃの位置におけるマイクロ波の伝播と，他方の方形導波管３５のスロット７０の側に配置された凹部８０ｅ〜８０ｇの位置におけるマイクロ波の伝播が，凹部８０ｄの位置でカットオフされて，お互いに干渉し合わず，一方の方形導波管３５のスロット７０から出たマイクロ波と，他方の方形導波管３５のスロット７０から出たマイクロ波の干渉が防止されている。
【００４７】
各誘電体３２を支持している梁７５の下面には，各誘電体３２の周囲において処理室４内に所定のガスを供給するためのガス噴射口８５がそれぞれ設けられている。ガス噴射口８５は，各誘電体３２毎にその周囲を囲むように複数箇所に形成されることにより，処理室４の上面全体にガス噴射口８５が均一に分布して配置されている。
【００４８】
図１に示すように，蓋本体３０内部には所定のガス供給用のガス配管９０と，冷却水供給用の冷却水配管９１が設けられている。図４中に点線９０で示したように，ガス配管９０は，梁７５の下面に開口しているガス噴射口８５の上方において蓋本体３０内部を横方向に貫通して設けられており，このガス配管９０を通じて供給された所定のガスが，梁７５の下面に設けられた各ガス噴射口８５にそれぞれ供給されるようになっている。
【００４９】
ガス配管９０には，処理室４の外部に配置された所定のガス供給源９５が接続されている。この実施の形態では，所定のガス供給源９５として，アルゴンガス供給源１００，成膜ガスとしてのシランガス供給源１０１および水素ガス供給源１０２が用意され，各々バルブ１００ａ，１０１ａ，１０２ａ，マスフローコントローラ１００ｂ，１０１ｂ，１０２ｂ，バルブ１００ｃ，１０１ｃ，１０２ｃを介して，ガス配管９０に接続されている。これにより，所定のガス供給源９５からガス配管９０に供給された所定のガスが，ガス噴射口８５から処理室４内に噴射されるようになっている。
【００５０】
冷却水配管９１には，処理室４の外部に配置された冷却水供給源１０５から冷却水を循環供給する冷却水供給配管１０６と冷却水戻り配管１０７が接続されている。これら冷却水供給配管１０６と冷却水戻り配管１０７を通じて冷却水供給源１０５から冷却水配管９１に冷却水が循環供給されることにより，蓋本体３０は所定の温度に保たれている。
【００５１】
さて，以上のように構成された本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置１において，例えばアモルファスシリコン成膜する場合について説明する。処理する際には，処理室４内のサセプタ１０上に基板Ｇを載置し，処理ガス供給源９５からガス配管９０，ガス噴射口８５を経て所定のガス，例えばアルゴンガス／シランガス／水素の混合ガスを処理室４内に供給しつつ，排気口２３から排気して処理室４内を所定の圧力に設定する。この場合，蓋本体３０の下面全体に分布して配置されているガス噴射口８５から所定のガスを噴き出すことにより，サセプタ１０上に載置された基板Ｇの表面全体に所定のガスを満遍なく供給することができる。
【００５２】
そして，このように所定のガスを処理室４内に供給する一方で，ヒータ１２によって基板Ｇを所定の温度に加熱する。また，図２に示したマイクロ波供給装置４０で発生させた例えば２．４５ＧＨｚのマイクロ波が，Ｙ分岐管４１を経て各方形導波管３５に導入され，それぞれの各スロット７０を通じて，各誘電体３２中を伝播していく。
【００５３】
なお，このように方形導波管３５に導入されたマイクロ波を各スロット７０から各誘電体３２に伝播させる場合，スロット７０の大きさが充分でないと，マイクロ波が方形導波管３５からスロット７０内に入り込まなくなってしまう。しかしながら，この実施の形態では，各スロット７０内に例えばフッ素樹脂，Ａｌ２Ｏ３，石英などといった空気よりも誘電率の高い誘電部材７１が充填されている。このため，スロット７０が十分な大きさを有していなくても，誘電部材７１の存在によって，見かけ上はマイクロ波を入り込ませるのに十分な大きさを有しているスロット７０と同様な機能を果すことになる。これにより，方形導波管３５に導入されたマイクロ波を各スロット７０から各誘電体３２に確実に伝播させることができる。
【００５４】
この場合，方形導波管３５の長手方向におけるスロット７０の長さをａ，方形導波管３５内を伝播するマイクロ波の波長（管内波長）をλｇ，スロット７０内に配置する誘電部材７１の誘電率をεとすれば，λｇ／√ε≦２ａとなるような誘電体を選択すれば良い。例えばフッ素樹脂，Ａｌ２Ｏ３，石英について言えば，誘電率の最も大きいＡｌ２Ｏ３からなる誘電部材７１をスロット７０内に配置した場合が，スロット７０から誘電体３２にマイクロ波を最も多く伝播させることができることとなる。また，方形導波管３５の長手方向における長さａが同じスロット７０についても，スロット７０内に配置する誘電部材７１として誘電率の異なるものを使用することにより，スロット７０から誘電体３２に伝播するマイクロ波の量を制御できるようになる。
【００５５】
こうして，各誘電体３２中に伝播させたマイクロ波のエネルギーによって，各誘電体３２の表面において処理室４内に電磁界が形成され，電界エネルギーによって処理容器２内の前記所定のガスをプラズマ化することにより，基板Ｇ上の表面に対して，アモルファスシリコン成膜が行われる。この場合，各誘電体３２の下面に凹部８０ａ〜８０ｇが形成されているので，誘電体３２中を伝播したマイクロ波のエネルギーによって，これら凹部８０ａ〜８０ｇの内側面（壁面８１）に対してほぼ垂直の電界を形成させ，その近傍でプラズマを効率良く生成させることができる。また，プラズマの生成箇所も安定させることができる。また，各誘電体３２の下面に形成された複数の凹部８０ａ〜８０ｇの深さｄを互いに異ならせていることにより，各誘電体３２の下面全体においてほぼ均一にプラズマを生成させることができる。また，誘電体３２の横幅を例えば４０ｍｍとしてマイクロ波の自由空間波長λ＝約１２０ｍｍよりも狭くし，誘電体３２の長手方向の長さを例えば１８８ｍｍとしてマイクロ波の自由空間波長λよりも長くしていることにより，表面波を誘電体３２の長手方向にのみ伝播させることができる。また，各誘電体３２の中央に設けられた凹部８０ｄにより，２つのスロット７０から伝播されたマイクロ波同士の干渉が防がれる。
【００５６】
なお，処理室４の内部では，例えば０．７ｅＶ〜２．０ｅＶの低電子温度，１０１１〜１０１３ｃｍ−３の高密度プラズマによって，基板Ｇへのダメージの少ない均一な成膜が行われる。アモルファスシリコン成膜の条件は，例えば処理室４内の圧力については，５〜１００Ｐａ，好ましくは１０〜６０Ｐａ，基板Ｇの温度については，２００〜４５０℃，好ましくは２５０℃〜３８０℃が適当である。また，処理室４の大きさは，Ｇ３以上（Ｇ３は，基板Ｇの寸法：４００ｍｍ×５００ｍｍ，処理室４の内部寸法：７２０ｍｍ×７２０ｍｍ）が適当であり，例えば，Ｇ４．５（基板Ｇの寸法：７３０ｍｍ×９２０ｍｍ，処理室４の内部寸法：１０００ｍｍ×１１９０ｍｍ），Ｇ５（基板Ｇの寸法：１１００ｍｍ×１３００ｍｍ，処理室４の内部寸法：１４７０ｍｍ×１５９０ｍｍ）であり，マイクロ波供給装置のパワーの出力については，１〜４Ｗ／ｃｍ２，好ましくは３Ｗ／ｃｍ２が適当である。マイクロ波供給装置のパワーの出力が１Ｗ／ｃｍ２以上であれば，プラズマが着火し，比較的安定してプラズマを発生させることができる。マイクロ波供給装置のパワーの出力が１Ｗ／ｃｍ２未満では，プラズマの着火がしなかったり，プラズマの発生が非常に不安定になり，プロセスが不安定，不均一となって実用的でなくなってしまう。
【００５７】
ここで，処理室４内で行われるこのようなプラズマ処理の条件（例えばガス種，圧力，マイクロ波供給装置のパワー出力等）は，処理の種類などによって適宜設定されるが，一方で，プラズマ処理の条件を変えることによってプラズマ生成に対する処理室４内のインピーダンスが変わると，それに伴って各方形導波管３５内を伝播するマイクロ波の波長（管内波長λｇ）も変化する性質がある。また一方で，上述したように各方形導波管３５毎にスロット７０が所定の間隔（λｇ’／２）で設けられているため，プラズマ処理の条件によってインピーダンスが変わり，それによって管内波長λｇが変化すると，スロット７０同士の間隔（λｇ’／２）と，実際の管内波長λｇの半分の距離とが一致しなくなってしまう。その結果，各方形導波管３５の長手方向に沿って並べられた複数の各スロット７０から処理室４上面の各誘電体３２に効率良くマイクロ波を伝播できなくなってしまう。
【００５８】
そこで本発明の実施の形態にあっては，例えばガス種，圧力，マイクロ波供給装置のパワー出力等といった処理室４内で行われるプラズマ処理の条件によってインピーダンスが変わり，それによって変化した管内波長λｇを，各方形導波管３５の上面部材４５を下面（スロットアンテナ３１の上面）に対して昇降移動させることにより，修正する。即ち，処理室４内のプラズマ処理条件によって実際の管内波長λｇが短くなった場合は，昇降機構４６の回転ハンドル６３を回転操作することにより，方形導波管３５の上面４５をカバー体５０の内部において下降させる。このように，各方形導波管３５の下面に対する方形導波管３５の上面（上面部材４５の下面）の高さｈを下げると，管内波長λｇが長くなるように変化し，スロット同士の間隔（λｇ’／２）と，実際の管内波長λｇの山部分と谷部分の位置間隔との間のずれを解消して，管内波長λｇの山部分と谷部分を各スロット７０の位置に一致させることができるようになる。また逆に，処理室４内のプラズマ処理条件によって実際の管内波長λｇが長くなった場合は，昇降機構４６の回転ハンドル６２を回転操作することにより，方形導波管３５の上面４５をカバー体５０の内部において上昇させる。このように，各方形導波管３５の下面に対する方形導波管３５の上面（上面部材４５の下面）の高さｈを上げると，管内波長λｇが短くなるように変化し，スロット同士の間隔（λｇ’／２）と，実際の管内波長λｇの山部分と谷部分の位置間隔との間のずれを解消して，管内波長λｇの山部分と谷部分を各スロット７０の位置に一致させることができるようになる。
【００５９】
なお，このように方形導波管３５の上面部材４５をカバー体５０の内部において昇降させる際には，昇降機構４６のガイドロッド５５の周面に設けられた目盛り５４によって，方形導波管３５の下面に対する方形導波管３５の上面（上面部材４５の下面）の高さｈを正確に視認することができる。
【００６０】
このように，方形導波管３５の上面部材４５を下面（スロットアンテナ３１の上面）に対して昇降移動させて，各方形導波管３５の下面に対する方形導波管３５の上面（上面部材４５の下面）の高さｈを任意に変え，マイクロ波の管内波長λｇを変化させることにより，実際の管内波長λｇの山部分と谷部分の位置間隔を各スロット７０の位置に自在に一致させることができる。その結果，方形導波管３５の下面に形成した複数の各スロット７０から処理室４上面の各誘電体３２に効率良くマイクロ波を伝播させることができるようになり，基板Ｇの上方全体に均一な電磁界を形成でき，基板Ｇの表面全体に均一なプラズマ処理を行うことが可能になる。マイクロ波の管内波長λｇを変化させることにより，プラズマ処理の条件毎にスロット７０同士の間隔を変化させる必要がなくなるので，設備コストを低減でき，更に，同じ処理室４内で種類の異なるプラズマ処理を連続してすることも可能となる。
【００６１】
加えて，この実施の形態のプラズマ処理装置１によれば，処理室４の上面にタイル状の誘電体３２を複数枚取り付けていることにより，各誘電体３２を小型化かつ軽量化することができる。このため，プラズマ処理装置１の製造も容易かつ低コストとなり，基板Ｇの大面化に対しての対応力を向上させることができる。また，各誘電体３２毎にスロット７０がそれぞれ設けてあり，しかも各誘電体３２一つ一つの面積は著しく小さく，かつ，その下面には凹部８０ａ〜８０ｇが形成されているので，各誘電体３２の内部にマイクロ波を均一に伝播させて，各誘電体３２の下面全体でプラズマを効率良く生成させることができる。そのため，処理室４内の全体で均一なプラズマ処理を行うことができる。また，誘電体３２を支持する梁７５（支持部材）も細くできるので，各誘電体３２の下面の大部分が処理室４内に露出することとなり，処理室４内に電磁界を形成させる際に梁７５がほとんど邪魔とならず，基板Ｇの上方全体に均一な電磁界を形成でき，処理室４内に均一なプラズマを生成できるようになる。
【００６２】
また，この実施の形態のプラズマ処理装置１のように誘電体３２を支持する梁７５に所定のガスを供給するガス噴射口８５を設けても良い。また，この実施の形態で説明したように，梁７５を例えばアルミニウムなどの金属で構成すれば，ガス噴射口８５等の加工が容易である。
【００６３】
以上，本発明の好ましい実施の形態の一例を説明したが，本発明はここに示した形態に限定されない。例えば，方形導波管３５の上面部材４５を昇降させる昇降機構４６は，図示のようなガイド部５１と昇降部５２で構成されるものでなくても良く，シリンダーやその他の駆動機構を用いて方形導波管３５の上面部材４５を昇降させるものであっても良い。また，図示の形態では，方形導波管３５の上面部材４５を昇降させる形態を説明したが，方形導波管３５の下面（スロットアンテナ３１）を下降させることによっても，方形導波管３５の下面（スロットアンテナ３１）に対する上面４５の高さｈを変更することも考えられる。
【００６４】
また，各方形導波管３５の内部に，フッ素樹脂，Ａｌ２Ｏ３，石英等の誘電部材３６を配置した例を説明したが，各方形導波管３５の内部は空洞でも良い。なお，方形導波管３５の内部に誘電部材３６を配置した場合は，方形導波管３５の内部を空洞とした場合に比べ，管内波長λｇを短くすることができる。これにより，方形導波管３５の長手方向に沿って並べて配置される各スロット７０同士の間隔も短くできるので，それだけスロット７０の数も増やすことができる。それによって，誘電体３２を更に細かくして，設置枚数を更に増やすことができ，誘電体３２の小型化かつ軽量化，処理室４内全体での均一なプラズマ処理といった効果を更に向上させることができる。
【００６５】
なお，方形導波管３５内に誘電部材３６を配置した場合，方形導波管３５内の上部は，上面部材４５が昇降移動するために部分的に空洞となる。その場合，方形導波管３５内の誘電率は，誘電部材３６の誘電率と，方形導波管３５内の上部に存在する空気の誘電率との間の値となる。例えば誘電部材３６として誘電率が空気と比較的近いフッ素樹脂（空気の誘電率は約１，フッ素樹脂の誘電率は約２）を用いれば，方形導波管３５内の上部に形成される空洞の大きさの影響を少なくすることができ，逆に例えば誘電部材３６として誘電率が空気と大きく異なるＡｌ２Ｏ３（Ａｌ２Ｏ３の誘電率は約９）を用いれば，方形導波管３５内の上部に形成される空洞の大きさの影響を大きくすることができる。
【００６６】
また，図６に示すように，各誘電体３２の周囲において，第１の所定のガスとして例えばアルゴンガス供給源１００から供給されたＡｒガスを処理室４内に供給する１または２以上の第１のガス噴射口１２０と，第２の所定のガスとして例えばシランガス供給源１０１および水素ガス供給源１０２からから供給された成膜ガスを処理室４内に供給する１または２以上の第２のガス噴射口１２１をそれぞれ別に設けても良い。図示の例では，誘電体３２を支持している梁７５の下面から適当な距離をあけて，梁７５の下面と平行にパイプ１２２を支持部材１２３によって取り付けている。そして，第１のガス噴射口１２０を誘電体３２の下面近傍において支持部材１２３の側面に開口させ，アルゴンガス供給源１００から供給されたＡｒガスを，梁７５および支持部材１２３の内部を通して第１のガス噴射口１２０から処理室４内に供給する。また，第２のガス噴射口１２１をパイプ１２２の下面に開口させ，シランガス供給源１０１および水素ガス供給源１０２からから供給された成膜ガスを，梁７５，支持部材１２３およびパイプ１２２の内部を通して第２のガス噴射口１２１から処理室４内に供給する。
【００６７】
かかる構成によれば，成膜ガスを供給する第２のガス噴射口１２１を，Ａｒガスを供給する第１のガス噴射口１２０よりも下方に配置したことにより，誘電体３２の下面近傍でＡｒガスを供給し，誘電体３２の下面から下方に離れた位置で成膜ガスを供給することができる。これにより，誘電体３２の下面近傍においては，不活性なＡｒガスに対して比較的強い電界でプラズマを生成させることができるとともに，活性な成膜ガスに対しては，それよりも弱い電界とＡｒプラズマでプラズマを生成させることができるので，成膜ガスとしてのシランガスがプリカーサー（前駆体）としてＳｉＨ３ラジカルまで解離され，ＳｉＨ２ラジカルまでは過剰解離されないといった作用効果を享受できるようになる。
【００６８】
また，誘電体３２の下面に凹凸を形成する一例として，誘電体３２の下面に７つの凹部８０ａ〜８０ｇを設けた例を説明したが，誘電体３２の下面に設ける凹部の数や凹部の形状，配置は任意である。各凹部の形状が異なっていても良い。また，誘電体３２の下面に凸部を設けることで，誘電体３２の下面に凹凸を形成しても良い。いずれにしても，誘電体３２の下面に凹凸を設けて，誘電体３２の下面にほぼ垂直な壁面を形成すれば，当該垂直な壁面に伝播されたマイクロ波のエネルギーによってほぼ垂直の電界を形成させ，その近傍でプラズマを効率良く生成させることができ，プラズマの生成箇所も安定させることができる。
【００６９】
また，各方形導波管３５の断面形状（矩形状）の長辺方向がＥ面で水平となり，短辺方向がＨ面で垂直となるように配置しても良い。なお，図示した実施の形態のうように方形導波管３５の断面形状（矩形状）の長辺方向をＨ面で垂直とし，短辺方向をＥ面で水平とするように配置すれば，各方形導波管３５同士の隙間を広くできるので，例えばガス配管９０や冷却水配管９１の配置がしやすく，また，方形導波管３５の本数を更に増やしやすい。
【００７０】
スロットアンテナ３１に形成されるスロット７０の形状は，種々の形状とすることができ，例えばスリット形状などでも良い。また，複数のスロット７０を直線上に配置する他，渦巻状や同心円状に配置したいわゆるラジアルラインスロットアンテナを構成することもできる。また，誘電体３２の形状は長方形でなくても良く，例えば正方形，三角形，任意の多角形，円板，楕円等としても良い。また，各誘電体３２同士は互いに同じ形状でも，異なる形状でも良い。
【００７１】
また，スロット７０の内部にフッ素樹脂，Ａｌ２Ｏ３，石英などの誘電部材７１を充填する例を説明したが，スロット７０内に種類の異なる複数の誘電部材を配置しても良い。図７，８は，その一例であり，スロット７０の内部に，互いに異なる２種類の誘電部材７１ａ，７１ｂを配置した実施の形態である。この場合，例えば図７に示すように，スロット７０の内部を縦方向に２分割するように，２種類の誘電部材７１ａ，７１ｂを配置しても良いし，また，例えば図８に示すように，スロット７０の内部を横方向に２分割するように，２種類の誘電部材７１ａ，７１ｂを配置しても良い。
【００７２】
このようにスロット７０内に互いに異なる２種類の誘電部材７１ａ，７１ｂを配置する場合，方形導波管３５の長手方向におけるスロット７０の長さをａ，方形導波管３５内を伝播するマイクロ波の波長（管内波長）をλｇ，スロット７０内に配置する２種類の誘電部材７１ａ，７１ｂの組み合わせによって定められる誘電率をε’とすれば，λｇ／√ε’≦２ａとなるような異なる誘電材料からなる２種の誘電部材７１ａ，７１ｂを選択すれば良い。例えばフッ素樹脂，Ａｌ２Ｏ３，石英について言えば，誘電率の最も大きいＡｌ２Ｏ３からなる誘電部材７１ａと誘電率がＡｌ２Ｏ３よりも小さい石英からなる誘電部材７１ｂを選択してそれらを組み合わせてスロット７０内に配置することにより，Ａｌ２Ｏ３よりは誘電率が小さく，石英よりは誘電率が大きい誘電材料をスロット７０内に配置したのと同様の状態を得ることができる。この場合，Ａｌ２Ｏ３と石英の割合を変えることによって，２種類の誘電部材７１ａ，７１ｂの組み合わせによって定められる誘電率をε’を任意に調整できる。また同様に，誘電率の最も小さいフッ素樹脂からなる誘電部材７１ａと誘電率がフッ素樹脂よりも大きい石英からなる誘電部材７１ｂを選択してそれらを組み合わせてスロット７０内に配置することにより，石英よりは誘電率が小さく，フッ素樹脂よりは誘電率が大きい誘電材料をスロット７０内に配置したのと同様の状態を得ることができる。この場合も，石英とフッ素樹脂の割合を変えることによって，２種類の誘電部材７１ａ，７１ｂの組み合わせによって定められる誘電率をε’を任意に調整できる。
【００７３】
なお，スロット７０の内部を縦方向に２分割するように２種類の誘電部材７１ａ，７１ｂを配置した例（図７）と，スロット７０の内部を横方向に２分割した例（図８）を示したが，分割の方向は縦横に限らない。例えばスロット７０の内部を斜めの方向に分割して２種類の誘電部材７１ａ，７１ｂを配置するようなことも考えられる。また，スロット７０内に配置する複数の誘電部材は２種類に限らず，３種類以上でも良い。
【００７４】
このように，スロット７０内に複数の種類の異なる誘電部材を組み合わせて配置することにより，自然界では得がたいような誘電率を備えた誘電部材をスロット７０内に配置したのと同様な状態を容易に得ることができる。これにより，方形導波管３５に導入されたマイクロ波を各スロット７０から各誘電体３２に確実に伝播させることができるようになる。
【００７５】
以上の実施の形態では，プラズマ処理の一例であるアモルファスシリコン成膜を行うものについて説明したが，本発明は，アモルファスシリコン成膜の他，酸化膜成膜，ポリシリコン成膜，シランアンモニア処理，シラン水素処理，酸化膜処理，シラン酸素処理，その他のＣＶＤ処理の他，エッチング処理にも適用できる。
【実施例】
【００７６】
図１等で説明した本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置１において，基板Ｇの表面にＳｉＮ成膜処理を行うに際し，方形導波管３５の上面の高さを変え，方形導波管３５内の電界Ｅの位置の変化と処理室４内に生成されるプラズマへの影響を調べた。
【００７７】
基板Ｇの表面に成膜されたＳｉＮ膜について，方形導波管３５の終端からの距離に対する膜厚Ａの変化を調べたところ，図９を得た。図９は，ＳｉＮ膜の膜厚（Ａ）と方形導波管３５の終端からの距離（ｍｍ）との関係を表している。プラズマ密度が大きいとＤｅｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｒａｔｅが大きくなり，その結果，ＳｉＮ膜の膜厚が厚くなるので，膜厚とプラズマ密度は比例関係にあると考えてよい。方形導波管３５の上面部材４５の高さｈを７８ｍｍ，８０ｍｍ，８２ｍｍ，８４ｍｍに変化させ，各高さのときの膜厚Ａを調べたところ，ｈ＝８４ｍｍの時に，方形導波管３５の終端からの距離に対する膜厚Ａの変化が最も少なくなり，基板Ｇの表面全体に均一な膜厚ＡのＳｉＮ膜を成膜できた。これに対して，ｈ＝７８ｍｍ，８０ｍｍ，８２ｍｍの時は，いずれも方形導波管３５の手前側で膜厚Ａが厚くなり，方形導波管３５の終端側ほど膜厚Ａが減少している。ｈ＝８４ｍｍの時以外では，実際の管内波長λｇの半分の距離が，スロット７０が所定の間隔（λｇ’／２）に一致していないと考えられる。
【００７８】
方形導波管３５の上面の高さｈが７８ｍｍ，８４ｍｍ近辺のときに方形導波管３５内を伝播するマイクロ波の管内波長λｇの変化を，図１０に模式的に示した。ｈ＝７８ｍｍ近辺のときは，処理室４内に生成されるプラズマのインピーダンスの影響によって実際の管内波長λｇの半分の距離（λｇ／２）が長くなるため，図１０（ａ）に示すように，方形導波管３５の下面（スロットアンテナ３１）に形成されたスロット７０の間隔（λｇ’／２）よりも管内波長λｇの山部分と谷部分の間隔が長くなった。そのため，管内波長λｇの山部分と谷部分は，方形導波管３５の終端側ほどスロット７０の位置からずれている。その影響で，方形導波管３５の終端側では，スロット７０から誘電体３２に伝播するマイクロ波が減少し，電界エネルギーの不均一が生じ，プラズマが不均一になり，結果的には成膜が不均一となる。これに対して，ｈ＝８４ｍｍ近辺のときは，図１０（ｂ）に示すように，方形導波管３５の下面（スロットアンテナ３１）に形成されたスロット７０の位置に管内波長λｇの山部分と谷部分がほぼ一致した。このため，処理室４内において方形導波管３５の長さ方向に渡って均一なプラズマが生成され，膜厚もほぼ均一となった。このように，方形導波管３５の上面４５の高さｈを変えることによって，方形導波管３５内を伝播するマイクロ波の実際の管内波長λｇを調節することで，管内波長λｇの山部分と谷部分をスロット７０の位置に一致させ，処理室４上面の誘電体３２に効率良くマイクロ波を伝播できることが分かった。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は，例えばＣＶＤ処理，エッチング処理に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００８０】
【図１】本発明の実施の形態にかかるプラズマ処理装置の概略的な構成を示した縦断面図（図２中のＸ−Ｘ断面）である。
【図２】蓋体の下面図である。
【図３】蓋体の部分拡大縦断面図（図２中のＹ−Ｙ断面）である。
【図４】蓋体の下方から見た誘電体の拡大図である。
【図５】図４中のＸ−Ｘ線における誘電体の縦断面である。
【図６】第２のガス噴射口を第２の噴射口よりも下方に配置した実施の形態の説明図である。
【図７】スロットの内部を縦方向に分割して種類の異なる複数の誘電部材を配置した実施の形態を示す縦断面図である。
【図８】スロットの内部を横方向に分割して種類の異なる複数の誘電部材を配置した実施の形態を示す縦断面図である。
【図９】方形導波管の上面の高さを変化させて，方形導波管の終端からの距離に対する膜厚の変化を調べた実施例の結果を示すグラフである。
【図１０】方形導波管の上面の高さを変化させた場合の，方形導波管内に発生する電界の位置を模式的に示した説明図である。
【符号の説明】
【００８１】
Ｇ  基板
１  プラズマ処理装置
２  処理容器
３  蓋体
４  処理室
１０  サセプタ
１１  給電部
１２  ヒータ
１３  高周波電源
１４  整合器
１５  高圧直流電源
１６  コイル
１７  交流電源
２０  昇降プレート
２１  筒体
２２  べローズ
２３  排気口
２４  整流板
３０  蓋本体
３１  スロットアンテナ
３２  誘電体
３３  Ｏリング
３５  方形導波管
３６  誘電部材
４０  マイクロ波供給装置
４１  Ｙ分岐管
４５  上面
４６  昇降機構
５０  カバー体
５１  ガイド部
５２  昇降部
５５  ガイドロッド
５６  昇降ロッド
５７  ナット
５８  孔部
６０  ガイド
６１  タイミングプーリ
６２  タイミングベルト
６３  回転ハンドル
７０  スロット
７１  誘電部材
７５  梁
８０ａ，８０ｂ，８０ｃ，８０ｄ，８０ｅ，８０ｆ，８０ｇ  凹部
８１  壁面
８５  ガス噴射口
９０  ガス配管
９１  冷却水配管
９５  所定のガス供給源
１００  アルゴンガス供給源
１０１  シランガス供給源
１０２  水素ガス供給源
１０５  冷却水供給源
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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